高超声速进气道快速破膜开启的流动特性

【作者】 徐骁； 岳连捷； 张新宇；

【机构】 中国科学院力学研究所高温气体动力学重点实验室；

【摘要】 进气道处于起动状态是保证超燃冲压发动机正常工作的前提,进气道帽罩快速开启时的非定常效应可以有效提高进气道的起动能力。本文采用非定常数值计算深入研究了唇口帽罩不同安装位置开启时的非定常效应对进气道起动过程的影响,分析了不同帽罩安装位置开启时进气道流场演化过程,并揭示了喉道分离泡的形成机理。研究结果表明,帽罩破膜前上游流态会显著影响进气道起动能力,当帽罩上游不存在分离泡时,破膜非定常激波与边界层复杂作用形成沿壁面的低速流,并在唇口激波作用下在喉道形成分离泡;当帽罩上游出现大分离泡时,分离泡会先演变为低速流,之后在唇口激波作用下重新聚集形成大尺度分离,进气道临界起动内压比显著降低。而帽罩存在水平封口段会进一步增强破膜非定常效应,有助于提高进气道起动能力。研究发现帽罩安装位置和角度存在一个最优值,当帽罩安装于不诱发边界层分离状态下距离唇口的最近位置,进气道的起动性能最佳。更多还原